JPS6078343A - 回転機械のラビング検出方法 - Google Patents
回転機械のラビング検出方法Info
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- JPS6078343A JPS6078343A JP18505183A JP18505183A JPS6078343A JP S6078343 A JPS6078343 A JP S6078343A JP 18505183 A JP18505183 A JP 18505183A JP 18505183 A JP18505183 A JP 18505183A JP S6078343 A JPS6078343 A JP S6078343A
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- acoustic sensor
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- acoustic
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/42—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by frequency filtering or by tuning to resonant frequency
-
- G—PHYSICS
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/50—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor using auto-correlation techniques or cross-correlation techniques
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は蒸気タービンやタービン発電機等の回転機械の
回転部が回転中にラビング現象を起こした際に、その時
発生する高周波異常青金検知することによって、ラビン
グの発生を検出するのに好適な回転機械のラビング検出
方法に関する。
回転部が回転中にラビング現象を起こした際に、その時
発生する高周波異常青金検知することによって、ラビン
グの発生を検出するのに好適な回転機械のラビング検出
方法に関する。
回転機械においてラビングが発生した場合、機械の異常
振動の原因となり、運転に支障金きたすばかりでなく、
回転機械ロータ部の飛散事故にもつ力がるため、危険で
あることが知られている。
振動の原因となり、運転に支障金きたすばかりでなく、
回転機械ロータ部の飛散事故にもつ力がるため、危険で
あることが知られている。
従来よりラビングを検出する方法として、軸受部の振動
変化量よりラビングを検出する方法が用いられているが
感度が悪いため、その検出は難しかった。また、回転機
械の静止部に音響センサ（主にアコースティック・エミ
ッションセンサ）を設置し、ラビング発生時に生じる高
周波異常音信号の振幅変化量よシラビッツ発生を検出す
る手法が用いられているが、本手法では低速回転におけ
るラビングの検出は可能であるが、回転数が上昇し、バ
ックグランドノイズが増大した時やラビングが軽微であ
る場合には、その検出が不可能になる欠点があった。
変化量よりラビングを検出する方法が用いられているが
感度が悪いため、その検出は難しかった。また、回転機
械の静止部に音響センサ（主にアコースティック・エミ
ッションセンサ）を設置し、ラビング発生時に生じる高
周波異常音信号の振幅変化量よシラビッツ発生を検出す
る手法が用いられているが、本手法では低速回転におけ
るラビングの検出は可能であるが、回転数が上昇し、バ
ックグランドノイズが増大した時やラビングが軽微であ
る場合には、その検出が不可能になる欠点があった。
本発明の目的は、バックグランドノイズが大きい中でも
ラビング発生有無の識別が可能であるばかりでなく、ラ
ビングが軽微である場合も同様に識別が可能なラビング
検出方法を提供することにある。
ラビング発生有無の識別が可能であるばかりでなく、ラ
ビングが軽微である場合も同様に識別が可能なラビング
検出方法を提供することにある。
本発明の特徴は、回転機械の軸受部に音響センサを設置
し、前記音響センサによりラビン夛発生時に生じる高周
波異常音を検知し、この信号を処理することにエリラビ
ングを感度良く検出できるようにした点にある。
し、前記音響センサによりラビン夛発生時に生じる高周
波異常音を検知し、この信号を処理することにエリラビ
ングを感度良く検出できるようにした点にある。
以下本発明の一実施例であるラビング検出方法を第１図
により説明する。回転機械においてロータ１はすベシ軸
受２ａ、２ｂにて保持されており、また、ケーシング３
により覆われている。仮シに、同図に示すラビング発生
箇所４でラビングが発生した場合、ラビングによる高周
波異常音信号（以下音響信号と呼ぶ）は、ロータ１内を
伝搬し、すべり軸受２ａ、２ｂとロータ１の間に形成さ
れる潤滑油膜全弁し、すべり軸受２ａ、２．ｂに伝搬さ
れる。前記音響信号を検出するため、同図に示すように
すべ多軸受部（軸受・・ウジング部でも可）２ａ、２ｂ
にそれぞれ音響センサ５ａ、５ｂｆ、設置する。次に音
響センサ５ａ、５ｂの出力は増幅器６ａ、６ｂによって
、それぞれ増幅された後、フィルタ７ａ、７ｂに通され
、必要以外の周波数成分の信号は除去される。さらにフ
ィルタにより処理された信号は検波回路ｆ３ａ、８ｂに
て検波された後、それぞれの信号は相互相関関数解析器
９に入力される。検波回路８ａより出力される信号′！
ｉ−ｆ （ｔ）、検波回路８ｂより出力される信号をｇ
（ｔ）とした場合、相互相関関数解析器９では次式を演
算処理する。
により説明する。回転機械においてロータ１はすベシ軸
受２ａ、２ｂにて保持されており、また、ケーシング３
により覆われている。仮シに、同図に示すラビング発生
箇所４でラビングが発生した場合、ラビングによる高周
波異常音信号（以下音響信号と呼ぶ）は、ロータ１内を
伝搬し、すべり軸受２ａ、２ｂとロータ１の間に形成さ
れる潤滑油膜全弁し、すべり軸受２ａ、２．ｂに伝搬さ
れる。前記音響信号を検出するため、同図に示すように
すべ多軸受部（軸受・・ウジング部でも可）２ａ、２ｂ
にそれぞれ音響センサ５ａ、５ｂｆ、設置する。次に音
響センサ５ａ、５ｂの出力は増幅器６ａ、６ｂによって
、それぞれ増幅された後、フィルタ７ａ、７ｂに通され
、必要以外の周波数成分の信号は除去される。さらにフ
ィルタにより処理された信号は検波回路ｆ３ａ、８ｂに
て検波された後、それぞれの信号は相互相関関数解析器
９に入力される。検波回路８ａより出力される信号′！
ｉ−ｆ （ｔ）、検波回路８ｂより出力される信号をｇ
（ｔ）とした場合、相互相関関数解析器９では次式を演
算処理する。
Ｃ，（τ）＝Ｊ（ｔ）・ｇ（を十τ） ・・・・・・（
１）Ｃ，（ｔ）：相互相関関数 τ：タイムラグ （１）式における−は時間平均を意味する。
１）Ｃ，（ｔ）：相互相関関数 τ：タイムラグ （１）式における−は時間平均を意味する。
つまり、相互相関関数解析器９では検波回路８ａより出
力される、ある時間ｔにおけるデータ値ｆ （ｔ）とｔ
よりτだけ遅れた時間における検波回路８ｂよシ出力さ
れるデータ値ｇ（を十τ）との時間的関連性を調べる。
力される、ある時間ｔにおけるデータ値ｆ （ｔ）とｔ
よりτだけ遅れた時間における検波回路８ｂよシ出力さ
れるデータ値ｇ（を十τ）との時間的関連性を調べる。
次に相互相関関数解析器９の演算結果はモニタ１０に入
力され、その結果が表示される。
力され、その結果が表示される。
前述した処理手法を第２図を用いて具体的に説明する。
同図は蒸気タービンにおいて、ラビングが無い場合、軽
微である場合、ラビング強度が中程度、さらにラビング
が大きい場合の第１図に示した各回路の出力例である。
微である場合、ラビング強度が中程度、さらにラビング
が大きい場合の第１図に示した各回路の出力例である。
増幅器６ａ、６ｂの出力波形では、ラビング無い場合か
らラビングが大きい場合に至るまでほとんど区別がつか
ない。
らラビングが大きい場合に至るまでほとんど区別がつか
ない。
これは蒸気タービンの回転によるノイズや蒸気ノイズが
大きいため、ラビングによる音響信号が埋もれてしまう
ためである。前述した信号をフィルタ７ａ、７ｂに通し
た後、検波することにより同図に示すような出力波形が
得られる。
大きいため、ラビングによる音響信号が埋もれてしまう
ためである。前述した信号をフィルタ７ａ、７ｂに通し
た後、検波することにより同図に示すような出力波形が
得られる。
ラビングが大きい場合は、検波波形の上部にわずかなが
ら周期性のある正弦波が見られる。これは、ラビングの
発生によってラビングによる音響信号がバックグランド
ノイズに変調されるため、検波することによシ、その信
号がわずかながら表われるためである。しかし、ラビン
グが中程度以下の場合は、ラビングによる音響信号の強
度が小さい、つまり変調率が小さいため、同図に示すよ
うに、検波波形には何ら変化は見られない。そこで、前
述した検波波形を相互相関関数解析器９にて演算処理し
た後、モニタ１０にて表示すると同図のようになる。
ら周期性のある正弦波が見られる。これは、ラビングの
発生によってラビングによる音響信号がバックグランド
ノイズに変調されるため、検波することによシ、その信
号がわずかながら表われるためである。しかし、ラビン
グが中程度以下の場合は、ラビングによる音響信号の強
度が小さい、つまり変調率が小さいため、同図に示すよ
うに、検波波形には何ら変化は見られない。そこで、前
述した検波波形を相互相関関数解析器９にて演算処理し
た後、モニタ１０にて表示すると同図のようになる。
ラビング現象は回転機械のロータ１回転あたり１回周期
的に発生するのが特徴であシ、同図の２ピングが大きい
場合に示されるように、周期的相関が強い場合（たとえ
ば正弦波どうしの相関）の相互相関関数の演算結果と同
様とガる。つまシ、前述した検波波形に含まれる周期性
（時間的関連性）のある正弦波信号が検出されており、
モニタ１０の表示例よりラビングの有無が判定できるわ
けである。また、検波波形には何ら変化が認められなか
ったラビングが軽微及び中程度の場合でも同様に相関処
理を行なうことにより、同図に示す表示結果が得られる
ため、ラビングの有無が判定ができる。このことは、ラ
ビングが軽微、中程度であっても、ラビングによる音響
信号は、わずかながらバックグランドノイズに変調され
ているため、相関処理を行なうことにより、周期性のあ
る音響信号が検出できるためである。
的に発生するのが特徴であシ、同図の２ピングが大きい
場合に示されるように、周期的相関が強い場合（たとえ
ば正弦波どうしの相関）の相互相関関数の演算結果と同
様とガる。つまシ、前述した検波波形に含まれる周期性
（時間的関連性）のある正弦波信号が検出されており、
モニタ１０の表示例よりラビングの有無が判定できるわ
けである。また、検波波形には何ら変化が認められなか
ったラビングが軽微及び中程度の場合でも同様に相関処
理を行なうことにより、同図に示す表示結果が得られる
ため、ラビングの有無が判定ができる。このことは、ラ
ビングが軽微、中程度であっても、ラビングによる音響
信号は、わずかながらバックグランドノイズに変調され
ているため、相関処理を行なうことにより、周期性のあ
る音響信号が検出できるためである。
一方、ラビングが無い場合は、単なるランダムノイズだ
けであるため、同図に示すようにラビング発生時特有の
処理結果は得られない。また、第２図のモニタ表示例に
示した周期Ｔ（正弦波信号の周期）は、ロータの回転周
期にも対応するため、Ｔを測定することにより、他の周
期的外乱ノイズ、たとえば軸受損傷などによって発生す
る音響信号とも区別することができる。
けであるため、同図に示すようにラビング発生時特有の
処理結果は得られない。また、第２図のモニタ表示例に
示した周期Ｔ（正弦波信号の周期）は、ロータの回転周
期にも対応するため、Ｔを測定することにより、他の周
期的外乱ノイズ、たとえば軸受損傷などによって発生す
る音響信号とも区別することができる。
以上説明したように、本手法を用いれば、バックグラン
ドノイズが大きい場合でもラビングの検出ができるはか
シでなく、ラビングが軽微である場合も検出でき、また
、外乱による周期的ノイズとも区別ができるため、回転
機械の事故を未然に防止できるという、工業上きわめて
顕著な効果がある。
ドノイズが大きい場合でもラビングの検出ができるはか
シでなく、ラビングが軽微である場合も検出でき、また
、外乱による周期的ノイズとも区別ができるため、回転
機械の事故を未然に防止できるという、工業上きわめて
顕著な効果がある。
次に本発明の他の実施例であるラビング検出方法全第３
図よυ説明する。回転機械のロータ２０をささえるすべ
り軸受部（軸受・・ウジングでも可）２１に音響センサ
２２を設置する。次に音響センサ２２の出力全増幅器２
３にて増幅した後、フィルタ２４に通し、必要以外の周
波数成分の信号を除去する。さらに、フィルタ２４にて
処理された信号を検波回路２５に入力し、検波回路２５
より出力される検波信号を自己相関関数解析器２６に入
力する。
図よυ説明する。回転機械のロータ２０をささえるすべ
り軸受部（軸受・・ウジングでも可）２１に音響センサ
２２を設置する。次に音響センサ２２の出力全増幅器２
３にて増幅した後、フィルタ２４に通し、必要以外の周
波数成分の信号を除去する。さらに、フィルタ２４にて
処理された信号を検波回路２５に入力し、検波回路２５
より出力される検波信号を自己相関関数解析器２６に入
力する。
検波回路２５より出力される検波信号ヲｆ（ｔ）とした
場合、自己相関関数解析器２６では次式を演算処理する
。
場合、自己相関関数解析器２６では次式を演算処理する
。
Ｃ，（す＝ｆ（ｔ）・ｆｃｔ＋τ） ・・・・・・（２
）Ｃ，（τ）：自己相関関数 τ：タイムラグ （２）式におけるーは時間平均を意味する。
）Ｃ，（τ）：自己相関関数 τ：タイムラグ （２）式におけるーは時間平均を意味する。
つまり、自己相関関数解析器２６では、検波回路２５よ
多出力される、おる時間ｔにおけるデータ値ｆ （ｔ）
とｔよ９７時間だけ遅れた時間におけるデータ値ｆ（を
十τ）との間の時間的関連性を調べる。次に自己相関関
数解析器２６の演算結果はモニタ２７に入力され、その
結果が表示される。
多出力される、おる時間ｔにおけるデータ値ｆ （ｔ）
とｔよ９７時間だけ遅れた時間におけるデータ値ｆ（を
十τ）との間の時間的関連性を調べる。次に自己相関関
数解析器２６の演算結果はモニタ２７に入力され、その
結果が表示される。
前述した処理手法を第４図を用いて具体的に説明する。
同図は蒸気タービンにおいてラビングが無い場合、軽微
である場合、ラビング強度が中程度、さらにラビングが
大きい場合の第３図に示した各回路の出力例である。増
幅器２３、検波回路２５の出力波形についての詳細な説
明は第２図にて説明した内容と同等なのでここでは省略
する。
である場合、ラビング強度が中程度、さらにラビングが
大きい場合の第３図に示した各回路の出力例である。増
幅器２３、検波回路２５の出力波形についての詳細な説
明は第２図にて説明した内容と同等なのでここでは省略
する。
第４図にて示される検波波形を自己相関関数解析器２６
にて処理した後、モニタ２７にて表示すると同図のよう
になる。前述したようにラビング現象はロータ１回転あ
たり１回周期的に発生するのが特徴であり、同図のラビ
ング大の場合の検波波形に示されるように、回転数に対
応した周期的信号成分がバックグランドノイズに変調さ
れ含まれるため、たとえば正弦波の自己相関関数の演算
結果と同様となる。つま）前述した検波波形に含ばれる
周期性（時間的関連性）のある信号成分が検出されてお
り、モニタ２７の表示例よりラビング有無の判定ができ
るわけである。また、検波波形には何ら変化が認められ
なかったラビングが軽微及び中程度の場合でも、ラビン
グによる音響信号はバックグランドノイズに変調され、
その音響信号には周期性があるため、同様に自己相関処
理全行なうことによシ、同図に示す処理結果が得られる
ことがらラビングの有無が判定できる。
にて処理した後、モニタ２７にて表示すると同図のよう
になる。前述したようにラビング現象はロータ１回転あ
たり１回周期的に発生するのが特徴であり、同図のラビ
ング大の場合の検波波形に示されるように、回転数に対
応した周期的信号成分がバックグランドノイズに変調さ
れ含まれるため、たとえば正弦波の自己相関関数の演算
結果と同様となる。つま）前述した検波波形に含ばれる
周期性（時間的関連性）のある信号成分が検出されてお
り、モニタ２７の表示例よりラビング有無の判定ができ
るわけである。また、検波波形には何ら変化が認められ
なかったラビングが軽微及び中程度の場合でも、ラビン
グによる音響信号はバックグランドノイズに変調され、
その音響信号には周期性があるため、同様に自己相関処
理全行なうことによシ、同図に示す処理結果が得られる
ことがらラビングの有無が判定できる。
−万、ラビングが無い場合は、単なるランダムノイズだ
けであるため、同図に示すようにラビング発生時特有の
処理結果は得られない。ｔｉ、第４図にて示したモニタ
表示例における正弦波信号の周期Ｔはロータの回転周期
にも対応するため、Ｔを測定することにより、他の周期
的外乱ノイズたとえば軸受損傷などによって発生する音
響信号とも区別することができる。
けであるため、同図に示すようにラビング発生時特有の
処理結果は得られない。ｔｉ、第４図にて示したモニタ
表示例における正弦波信号の周期Ｔはロータの回転周期
にも対応するため、Ｔを測定することにより、他の周期
的外乱ノイズたとえば軸受損傷などによって発生する音
響信号とも区別することができる。
以上説明したように、本手法を用いれば、ノくツクグラ
ンドノイズが大きい場合でもラビングを検出できるばか
りでなく、ラビングが軽微である場合も検出でき、また
、外乱による周期的ノイズとも区別できるため、回転機
械の事故を未然に防止でさるという、工業上極めて顕著
な効果がある。
ンドノイズが大きい場合でもラビングを検出できるばか
りでなく、ラビングが軽微である場合も検出でき、また
、外乱による周期的ノイズとも区別できるため、回転機
械の事故を未然に防止でさるという、工業上極めて顕著
な効果がある。
紀１図は本発明による回転機械のラビング検出方法の一
実施例を示す構成図、第２図は第１図の実施例を説明す
るための波形図、第３図は本発明の他の実施例を示す構
成図、第４図は第３図の実施例を説明するための波形図
である。 １・・・ロータ、２ａｉ ２ｂ・・・すべ夛軸受、３・
・・ケーゾング、４・・・ラビング発生箇所、ｊａ、５
ｂ・・・音響センサ、６ａ、６ｂ・・・増幅器、７ａ、
７ｂ・・・フィルタ、８ａ、８ｂ・・・検波回路、９・
・・相互相関関数解析器、１０・・・モニタ、２６・・
・自己相関関数解析器。 ￥１０
実施例を示す構成図、第２図は第１図の実施例を説明す
るための波形図、第３図は本発明の他の実施例を示す構
成図、第４図は第３図の実施例を説明するための波形図
である。 １・・・ロータ、２ａｉ ２ｂ・・・すべ夛軸受、３・
・・ケーゾング、４・・・ラビング発生箇所、ｊａ、５
ｂ・・・音響センサ、６ａ、６ｂ・・・増幅器、７ａ、
７ｂ・・・フィルタ、８ａ、８ｂ・・・検波回路、９・
・・相互相関関数解析器、１０・・・モニタ、２６・・
・自己相関関数解析器。 ￥１０
Claims (1)
- １、回転機械における回転部と静止体との摺動、すなわ
ちラビング現象を音響センサを用いて検出する方法にお
いて、前記回転機械の軸受部に第１の音響センナと前記
第１の音響セ／すとは異なった軸受部に第２の音響セン
サを設置し、前記第１の音響センサにて受信した信号を
増幅後検波し、検波波形を得る第１の手段と、前記第２
の音響センサにて受信した信号を増幅後検波し、検波波
形を得る第２の手段と、前記第１、第２の手段にて得ら
れた第１の検波波形と第２の検波波形との相互相関関数
の演算結果からラビングを検出することを特徴とする回
転機械のラビング検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18505183A JPS6078343A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 回転機械のラビング検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18505183A JPS6078343A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 回転機械のラビング検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078343A true JPS6078343A (ja) | 1985-05-04 |
Family
ID=16163936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18505183A Pending JPS6078343A (ja) | 1983-10-05 | 1983-10-05 | 回転機械のラビング検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6078343A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323210A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-23 | 北京控制工程研究所 | 一种光学镜头光轴热稳定性的测试装置及方法 |
-
1983
- 1983-10-05 JP JP18505183A patent/JPS6078343A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323210A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-23 | 北京控制工程研究所 | 一种光学镜头光轴热稳定性的测试装置及方法 |
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